Deel X: zuur-base
Zuur = elke chemische substantie die een proton kan doneren (azijnzuur,
ammonium)
Base = elke chemische substantie die een proton kan accepteren (acetaat,
ammoniak)
De concentratie aan protonen wordt meestal weergegeven als pH
De pH-schaal:
- Drukt uit hoe zuur of basisch een substantie of vloeistof is
- Berekening doet men via een log functie
- De 10-factor omdat log schaal is, resulteert verandering van pH met 1
eenheid in verandering van protonconcentratie met factor 10
- Gevolg: een heel kleine schommeling in pH-waarde betekent in
werkelijkheid een zeer grote schommeling in aantal protonen
Variatie van pH in lichaam:
- Arterieel bloedplasma 7,4 dit is een universele referentiewaarde voor
het menselijk lichaam
- Maagzuur kleiner dan 1, na eten kan pH in maag tot onder 1 dalen, dit
zorgt voor extreem zuur milieu dat zorgt voor immuniteit
- Lysosomen 5,5 ook relatief zuur omdat hun afbraakenzymen daar best
in werken
- Pancreasvocht 8,1 dit vocht is basisch omdat het grote hoeveelheden
bicarbonaat bevat om het maagzuur in darmen te neutraliseren
Leefbare marge: bloedplasma moet binnen 6,8 en 7,7 blijven
Als pH te ver daalt dan raakt lichaam in problemen, een pH van 6,78 is zo
kritiek dat het hart dan op elk moment kan stoppen met kloppen
Homeostasemechanisme:
- Setpoint: pH 7,4
- Sensormechanismen: chemoreceptoren
- Effectormechanismen:
o Buffer: zitten in en uit de cellen
o Nier: zij recupereren bicarbonaat en vormen nieuw
o Longen: die ademen CO2 uit en dat is zuur
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
, 1. EC en IC buffers
- Buffers kunnen protonen opvangen en vrijlaten
- Ze zijn de 1ste verdedigingslinie, buffers doen onmiddellijk hun werk op plek
waar protonen ontstaan, ze vangen de 1ste klap op terwijl de longen en
nieren pas later in actie komen om de ZB balans structureel te herstellen
- Buffers minimaliseren de verandering in pH maar kunnen schommeling
niet 100% voorkomen
IC buffers en de kalium-shift:
- Deze bevinden zich voornamelijk in het cytoplasma van de cel en bestaan
uit eiwitten en organische fosfaten
- Als er veel EC protonen zijn, treden volgende mechanismen in gang
o Uitwisseling: protonen verplaatsen zich door celwand naar binnen
en binnen in cel verdringen ze kaliumionen die aan eiwitten
gebonden zaten
o Kalium naar buiten: het vrijgekomen kalium verlaat cel en komt in
de EC ruimte terecht (het bloed)
o Pomp-inhibitie: het zure milieu remt werking van natrium-
kaliumpomp en andere transporters
o Gevolg: door deze processen leidt verzuring van bloed tot
verhoging van de kaliumconcentratie in het bloed
Het bot als buffer:
- Bot werkt als giga opslagplaats en buffer, maar dit mechanisme is
voornamelijk van belang bij chronische belasting van protonen
o Werking: calcium is kation in het bot, bij chronische lage pH kunnen
protonen de plek van calcium in botmatrix innemen
o Gevolg: calcium komt vrij en gaat verloren, chronische verzuring
leidt dus tot calciumverlies uit de botten, wat op termijn osteoporose
veroorzaakt
Verdeling van buffers in het bloed:
- Veranderingen in pH worden proportioneel opgevangen door verschillende
buffers in het bloed, totale buffercapaciteit is verdeeld als volgt
o Bicarbonaat 53%
o Hemoglobine 35%
o Overige 12% (plasma-eiwitten, organische fosfaten en
anorganische fosfaten)
Hemoglobine als buffer en zuurstoftransport:
- Mechanisme
o His-146 in de β-ketens van het Hb bindt de protonen
o De buffercapaciteit van Hb is beter als er geen zuurstof aan
gebonden is
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
, - Wisselwerking: als protonenconcentratie stijgt dan heeft dit neg impact
op capaciteit van Hb om zuurstof vast te houden
- Gevolg: bij lagere pH zal Hb voor elke gegeven zuurstofconcentratie een
lagere saturatie hebben, het bloed is daardoor minder goed in staat om
efficiënt zuurstof te transporteren, zegt nog eens dat schommelingen van
pH in lichaam gevaarlijk zijn
Bicarbonaat als belangrijkste EC buffer:
- Zo belangrijk omdat
o Het is in grote hoeveelheden
aanwezig
o Concentraties zijn in klinische praktijk makkelijk te meten
o Cruciaalste factor, omdat het in verbinding staat met de
buitenwereld
- Als koolstofdioxide oplost in water dan is het een 2 stapsreactie
o Stap 1: vorming van koolzuur, dit is heel traag dus daarom
koolzuuranhydrase nodig
o Stap 2: dissociatie, dit is een zeer snelle reactie
Het open karakter: longen en nieren:
- De longen: zij bepalen de CO2 concentratie, door sneller of trager te
ademen kan CO2 geëlimineerd of vastgehouden worden en dit beïnvloedt
het evenwicht direct
- De nieren: zij bepalen de hoeveelheid bicarbonaat, nieren kunnen dit
recupereren uit de urine of zelfs volledig nieuw bicarbonaat aanmaken om
zuren te bufferen
- Buffers zelf: dit is 1ste lijn van verdediging
2. Eliminatie van CO2 door de longen
- Ons metabolisme maakt CO2, per dag moeten we 15.000 mmol CO2
uitademen
Eliminatie van CO2 door de longen:
- Longen reguleren de pH door hoeveelheid vluchtig zuur in bloed aan te
passen, dit is een extreem gevoelig en snel systeem
o Hoge gevoeligheid: stijging van pCO2 in bloed met slechts 2
mmHg leidt al tot verdubbeling van alveolaire ventilatie
o Controlecentrum: de CPG in hersenstam genereert onbewust ons
ademhalingsritme, dit ritme is bijgestuurd op basis van signalen uit
2 soorten chemoreceptoren
o Centrale chemoreceptoren: liggen in hersenstam en reageren
snel op stijging van pCO2 maar traag op daling van pH en zijn niet
gevoelig voor zuurstofschommelingen (pO2)
o Perifere chemoreceptoren: liggen in aortaboog en halsslagader,
deze zijn vooral gevoelig voor daling van pO2, stijging in pCO2 of
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
Zuur = elke chemische substantie die een proton kan doneren (azijnzuur,
ammonium)
Base = elke chemische substantie die een proton kan accepteren (acetaat,
ammoniak)
De concentratie aan protonen wordt meestal weergegeven als pH
De pH-schaal:
- Drukt uit hoe zuur of basisch een substantie of vloeistof is
- Berekening doet men via een log functie
- De 10-factor omdat log schaal is, resulteert verandering van pH met 1
eenheid in verandering van protonconcentratie met factor 10
- Gevolg: een heel kleine schommeling in pH-waarde betekent in
werkelijkheid een zeer grote schommeling in aantal protonen
Variatie van pH in lichaam:
- Arterieel bloedplasma 7,4 dit is een universele referentiewaarde voor
het menselijk lichaam
- Maagzuur kleiner dan 1, na eten kan pH in maag tot onder 1 dalen, dit
zorgt voor extreem zuur milieu dat zorgt voor immuniteit
- Lysosomen 5,5 ook relatief zuur omdat hun afbraakenzymen daar best
in werken
- Pancreasvocht 8,1 dit vocht is basisch omdat het grote hoeveelheden
bicarbonaat bevat om het maagzuur in darmen te neutraliseren
Leefbare marge: bloedplasma moet binnen 6,8 en 7,7 blijven
Als pH te ver daalt dan raakt lichaam in problemen, een pH van 6,78 is zo
kritiek dat het hart dan op elk moment kan stoppen met kloppen
Homeostasemechanisme:
- Setpoint: pH 7,4
- Sensormechanismen: chemoreceptoren
- Effectormechanismen:
o Buffer: zitten in en uit de cellen
o Nier: zij recupereren bicarbonaat en vormen nieuw
o Longen: die ademen CO2 uit en dat is zuur
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
, 1. EC en IC buffers
- Buffers kunnen protonen opvangen en vrijlaten
- Ze zijn de 1ste verdedigingslinie, buffers doen onmiddellijk hun werk op plek
waar protonen ontstaan, ze vangen de 1ste klap op terwijl de longen en
nieren pas later in actie komen om de ZB balans structureel te herstellen
- Buffers minimaliseren de verandering in pH maar kunnen schommeling
niet 100% voorkomen
IC buffers en de kalium-shift:
- Deze bevinden zich voornamelijk in het cytoplasma van de cel en bestaan
uit eiwitten en organische fosfaten
- Als er veel EC protonen zijn, treden volgende mechanismen in gang
o Uitwisseling: protonen verplaatsen zich door celwand naar binnen
en binnen in cel verdringen ze kaliumionen die aan eiwitten
gebonden zaten
o Kalium naar buiten: het vrijgekomen kalium verlaat cel en komt in
de EC ruimte terecht (het bloed)
o Pomp-inhibitie: het zure milieu remt werking van natrium-
kaliumpomp en andere transporters
o Gevolg: door deze processen leidt verzuring van bloed tot
verhoging van de kaliumconcentratie in het bloed
Het bot als buffer:
- Bot werkt als giga opslagplaats en buffer, maar dit mechanisme is
voornamelijk van belang bij chronische belasting van protonen
o Werking: calcium is kation in het bot, bij chronische lage pH kunnen
protonen de plek van calcium in botmatrix innemen
o Gevolg: calcium komt vrij en gaat verloren, chronische verzuring
leidt dus tot calciumverlies uit de botten, wat op termijn osteoporose
veroorzaakt
Verdeling van buffers in het bloed:
- Veranderingen in pH worden proportioneel opgevangen door verschillende
buffers in het bloed, totale buffercapaciteit is verdeeld als volgt
o Bicarbonaat 53%
o Hemoglobine 35%
o Overige 12% (plasma-eiwitten, organische fosfaten en
anorganische fosfaten)
Hemoglobine als buffer en zuurstoftransport:
- Mechanisme
o His-146 in de β-ketens van het Hb bindt de protonen
o De buffercapaciteit van Hb is beter als er geen zuurstof aan
gebonden is
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
, - Wisselwerking: als protonenconcentratie stijgt dan heeft dit neg impact
op capaciteit van Hb om zuurstof vast te houden
- Gevolg: bij lagere pH zal Hb voor elke gegeven zuurstofconcentratie een
lagere saturatie hebben, het bloed is daardoor minder goed in staat om
efficiënt zuurstof te transporteren, zegt nog eens dat schommelingen van
pH in lichaam gevaarlijk zijn
Bicarbonaat als belangrijkste EC buffer:
- Zo belangrijk omdat
o Het is in grote hoeveelheden
aanwezig
o Concentraties zijn in klinische praktijk makkelijk te meten
o Cruciaalste factor, omdat het in verbinding staat met de
buitenwereld
- Als koolstofdioxide oplost in water dan is het een 2 stapsreactie
o Stap 1: vorming van koolzuur, dit is heel traag dus daarom
koolzuuranhydrase nodig
o Stap 2: dissociatie, dit is een zeer snelle reactie
Het open karakter: longen en nieren:
- De longen: zij bepalen de CO2 concentratie, door sneller of trager te
ademen kan CO2 geëlimineerd of vastgehouden worden en dit beïnvloedt
het evenwicht direct
- De nieren: zij bepalen de hoeveelheid bicarbonaat, nieren kunnen dit
recupereren uit de urine of zelfs volledig nieuw bicarbonaat aanmaken om
zuren te bufferen
- Buffers zelf: dit is 1ste lijn van verdediging
2. Eliminatie van CO2 door de longen
- Ons metabolisme maakt CO2, per dag moeten we 15.000 mmol CO2
uitademen
Eliminatie van CO2 door de longen:
- Longen reguleren de pH door hoeveelheid vluchtig zuur in bloed aan te
passen, dit is een extreem gevoelig en snel systeem
o Hoge gevoeligheid: stijging van pCO2 in bloed met slechts 2
mmHg leidt al tot verdubbeling van alveolaire ventilatie
o Controlecentrum: de CPG in hersenstam genereert onbewust ons
ademhalingsritme, dit ritme is bijgestuurd op basis van signalen uit
2 soorten chemoreceptoren
o Centrale chemoreceptoren: liggen in hersenstam en reageren
snel op stijging van pCO2 maar traag op daling van pH en zijn niet
gevoelig voor zuurstofschommelingen (pO2)
o Perifere chemoreceptoren: liggen in aortaboog en halsslagader,
deze zijn vooral gevoelig voor daling van pO2, stijging in pCO2 of
De Visscher Amber – KU Leuven – Farmaceutische Wetenschappen 2 de Bachelor
Semester 2
